Центральная нервная система - КАК ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ ОРГАНИЗМА - ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА КАК САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ

Постановка проблемы урока

Факт 1. Центральная нервная система - главный центр управления организмом.

Факт 2. Спинной мозг избавляет головной мозг от автоматической “рутинной” работы.

• Что вас удивило? Предложите свой вариант основного вопроса урока и сравните с формулировкой авторов (с. 332).

Повторение необходимых знаний

• Из каких отделов состоит нервная система? (7 класс)

Решение проблемы

С помощью текста и рисунков ответьте на вопросы.

• Из каких отделов состоит нервная система?

• Что в нашем теле не подвластно нашей воле?

Строение нервной системы

Анатомически нервная система делится на центральную и периферическую. У человека центральную нервную систему образует спинной и головной мозг. Это самые важные части нервной системы, и поэтому они хорошо защищены: полностью заключены в костные “чехлы” черепа и позвоночника.

Центральная нервная система потому и называется центральной, что управляет функциями всего организма и контролирует его работу. Есть два главных уровня управления: высший и низший. Высший уровень осуществляется главным образом головным мозгом; это “ведомство” принятия решений. Низший — спинной — “заведует” автоматическим контролем работы органов и в необходимых случаях её автоматической же коррекцией. Самые яркие примеры работы низшего уровня управления — простейшие рефлексы. (Например, знакомое нам отдёргивание руки от горячего предмета и коленный рефлекс.)

17.1. Центральная и периферическая нервные системы

• Покажите на рисунке центральную и периферическую нервные системы.

“Ведомство” принятия решений может отменить команду низшего уровня и выполнить её самостоятельно. Низший в этом случае имеет лишь “совещательный голос”. Иными словами, их взаимоотношения напоминают отношения начальника и подчинённого. На рассмотрение центральному “ведомству” передаются лишь те проблемы, которые не удалось решить автоматически низшему уровню управления.

Например, вы приняли решение куда-нибудь пойти. Для исполнительных систем это равносильно приказу шагать. Запустив автоматическую систему ходьбы, вы можете идти и мечтать о чём заблагорассудится. Вашу мысль может остановить, например, сигнал о том, что вы споткнулись и чуть не упали, рискуя разбить себе нос. Но контрольные системы спинного и головного мозга сделали всё возможное, чтобы ваш нос остался цел. Это значит, что высшие отделы вашего головного мозга назначили цель похода, но не предусмотрели дорогу с препятствиями. Если бы вы подумали об этом заранее, то, скорее всего, ничто не прервало бы ваших мечтаний.

Периферическая нервная система

От головного и спинного мозга к мышцам, коже и внутренним органам идут нервы. В некоторых органах и тканях вне центральной нервной системы существуют скопления серого вещества — нервные узлы. Нервы и нервные узлы составляют периферическую нервную систему, которая представляет собой передающий аппарат всей нервной системы. Она не принимает решений и не анализирует работу органов, а лишь передаёт информацию, иногда по пути лишь усиливая или ослабляя передаваемый сигнал. Существуют два важнейших направления передачи информации по нервам. Во - первых, она может передаваться от рецепторов к нервным центрам спинного или головного мозга. Там происходит контроль за работой органов и принимаются решения о режиме их будущего функционирования. Во - вторых, по периферическим нервам передаются “директивы”. Это либо автоматическая (рефлекторная) коррекция работы органов, либо новые приказы высших отделов центральной нервной системы.

Спинной мозг

Он покрыт тремя оболочками: твёрдой, мягкой и паутинной.

Всё пространство в пределах мозговых оболочек и между ними, а также канал в спинном мозге заполнены спинномозговой жидкостью. Она фильтруется из крови через сосуды и очень близка по составу к тканевой жидкости. Таким образом, спинной мозг оказывается внутри заполненного жидкостью пространства. Жидкость препятствует соприкосновению уязвимой нервной ткани с жёсткой костной тканью позвоночника, амортизирует удары.

Спинной мозг расположен в позвоночном канале (рис. 17.2). Он имеет вид тяжа длиной около 45 см и диаметром около 1 см. Вверху спинной мозг соединяется с головным. Спинной мозг короче позвоночника, поэтому нервы, идущие к нижней части нашего тела, образуют пучок, который называют “конским хвостом”.

По всей длине спинного мозга проходят две щели: глубокая и узкая — спинная и более мелкая, и широкая — брюшная. Они делят его на правую и левую части. Правая и левая половины мозга спереди и сзади соединяются пучками нервов.

17.2. Спинной мозг состоит из 31 - 32 сегментов. От каждого сегмента отходит пара спинномозговых нервов (всего 31 пара), и каждый сегмент отвечает за определённый участок тела человека

• Строение каких животных напоминает вам спинной мозг человека?

Спинной мозг состоит из белого и серого вещества. Вокруг центрального спинномозгового канала располагается серое вещество, состоящее из тел нейронов, дендритов и глиальных клеток. На поперечном срезе форма серого вещества напоминает бабочку с расправленными крыльями (рис. 17.3). Участки “крыльев”, обращённые вперёд, называют передними рогами спинного мозга. В них расположены тела двигательных нейронов, по аксонам которых командные сигналы достигают мышц конечностей и туловища. В задних рогах спинного мозга расположены тела вставочных нейронов, связывающих отростки чувствительных клеток с телами двигательных нейронов и воспринимающих сигналы из головного мозга. В грудных и поясничных сегментах спинного мозга между передними и задними рогами расположены небольшие боковые рога, в которых лежат тела нейронов вегетативной нервной системы.

17.3. Спинной мозг в позвоночном канале

Аксоны вставочных нейронов спинного мозга не выходят за его пределы. Некоторые из них устремляются к двигательным нейронам передних рогов, другие выходят за пределы серого вещества спинного мозга и в составе нервных пучков направляются к нейронам противоположной половины спинного мозга, клеткам соседних сегментов и головного мозга. Аксоны этих клеток составляют белое вещество спинного мозга, окружающее серое вещество. Нервные волокна спинного мозга, направляющиеся вверх и вдоль него в головной мозг, образуют восходящие проводящие пути. Они несут информацию о движениях, позе, ра бо те внутренних органов.

Нервные волокна, идущие вниз, образуют нисходящие проводящие пути, по ко то рым в спин ной мозг поступают импульсы от нейронов го ловного мозга. Они контролируют и корректируют работу клеток спинного мозга.

Информация от рецепторов поступает в задние рога спинного мозга по нервным стволам, которые называются задними корешками спинного мозга. Тела тех нейронов, чьи аксоны составляют задние корешки, лежат вне спинного мозга. Они образуют скопления — спинномозговые ганглии, похожие на вздутия на задних корешках.

Аксоны двигательных нейронов покидают спин ной мозг в составе передних корешков, идущих от передних рогов. По ним от спинного мозга идут двигательные команды к различным органам. В межпозвонковых отверстиях передние и задние корешки соединяются, образуя смешанные нервы. От спинного мозга отходит 31 пара таких смешанных нервов.

Разнообразие функций, осуществляемых спинным мозгом, чрезвычайно велико. Но из них можно выделить две основные — проводящую и рефлекторную (функция автоматического бессознательного регулирования). Первая заключается в том, что по волокнам белого вещества спинного мозга непрерывно движутся информационные потоки: в головной мозг “поднимается” информация от кожных и мышечных рецепторов, а от центров головного мозга в спинной мозг “спускаются” двигательные команды.

Рефлекторная функция спинного мозга обусловлена в первую очередь тем, что в нём находятся центры множества двигательных рефлексов: мочеиспускания, регуляции температуры тела, метаболизма тканей, управления величиной просветов сосудов и многих других.

17.4. Передние и задние корешки спинного мозга, смешанные нервы

• Какие корешки содержат аксоны чувствительных нейронов, а какие - двигательных?

Нейроны головного мозга по восходящим путям спинного мозга получают информацию о событиях, происходящих в нашем теле, а по нисходящим посылают управляющие команды нейронам спинного мозга. Частичное и тем более полное повреждение спинного мозга вызывает резкие нарушения его деятельности ниже места разрушения. Люди с ранениями и переломами позвоночника, затронувшими спинной мозг, теряют чувствительность и способность к движениям частей тела ниже места перелома.

Вегетативная нервная система

Нервную систему можно условно разделить на части не только по анатомическим признакам, а исходя из задач, которые они решают. Этот принцип лежит в вычленении вегетативной нервной системы, которая состоит из двух частей: центральной, включающей в себя нервные центры, лежащие в центральной нервной системе, и периферической, состоящей из ганглиев и нервов, находящихся за пределами центральной нервной системы.

Сознательно человек может управлять практически только мышцами, обеспечивающими движения тела, все остальные системы органов работают без его вмешательства. Управление и контроль выполнения всеми органами своих задач и обязанностей возложены на вегетативную нервную систему. Её работа не подчиняется воле человека, поэтому её второе название — автономная нервная система. Нельзя, например, по желанию ускорить процесс пищеварения или сузить кровеносные сосуды. Однако известны исключения. Например, работа некоторых мышц анального отверстия и мочевого пузыря находится под контролем сознания и человеку приходится обучаться управлять ими.

Вегетативная система, в свою очередь, подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы (рис. 17.5). Действие этих систем в большинстве случаев противоположно: повышение активности симпатической системы тормозит противоположное по действию влияние парасимпатической системы. Такое взаимодействие создаёт возможность быстрой и точной регулировки работы внутренних органов, поддержания стабильности внутренней среды в различных условиях.

17.5. Симпатическая (жёлтая) и парасимпатическая (оранжевая) системы, их связь с ЦНС

• Где расположены нервные узлы, посылающие сигналы внутренним органам в симпатической и парасимпатической системах?

Выделение вегетативной нервной системы на первый взгляд кажется произвольным, а её величина - неопределённой. Действительно, в неё входят:

1) значительная часть периферических нервов, хотя и не все;

2) внушительная часть центральной нервной системы.

При этом к вегетативной нервной системе относится большая часть центров спинного мозга и многие центры головного (например, в продолговатом мозге и гипоталамусе), хотя и далеко не все.

В чём же причина её выделения?

Оно оправдано и целесообразно с функциональной точки зрения. Ведь это не что иное, как “департамент” бессознательного (автоматического) контроля за работой исполнительных органов.

Как и во всей периферической нервной системе, от рецепторов к нервным центрам идёт информация о работе органов. Обратно идут “директивы” автоматической (бессознательной) коррекции. Разница лишь в том, откуда исходят “директивы”. Это не приказы высших отделов центральной нервной системы, в которых участвует воля человека, а указания “департамента” автоматического бессознательного регулирования, свойственного вегетативной нервной системе.

Тела нейронов, передающих сигналы скелетным мышцам, расположены в головном и спинном мозге. Характерная особенность вегетативной нервной системы состоит в том, что тела нейронов, передающих приказ мускулатуре внутренних органов и железам, лежат за пределами центральной нервной системы и образуют скопления - ганглии. От них аксоны направляются к органам - мишеням, которым и адресован управляющий сигнал. Нервы, связывающие спинной мозг и ганглии, называют преганглионарными, а нервы, идущие от ганглиев к органам - мишеням, - постганглионарными. В симпатической нервной системе преганглионарные волокна выходят из грудного и поясничного отделов спинного мозга. Они довольно короткие, так как ганглии симпатической системы располагаются двумя цепочками справа и слева от позвоночника и соединены нервными волокнами. От ганглий к органам - мишеням идут длинные постганглионарные волокна. Ганглии парасимпатической системы лежат поблизости или внутри органов - мишеней, поэтому парасимпатические преганглионарные волокна очень длинные, а постганглионарные - короткие.

Как работает вегетативная нервная система

Ко многим внутренним органам — лёгким, сердцу, слюнным железам, мочевому пузырю, половым железам — подходят нервы как симпатической, так и парасимпатической системы. Чтобы понять, как работает симпатическая система, лучше всего представить себе сильно возбуждённого или напуганного человека. Зрачки его расширены и пропускают много света, сердце бьётся часто, а каждое сокращение более мощное, чем обычно, мозг и мышцы снабжаются кровью гораздо обильнее, чем в покое, а внутренние органы — меньше, процессы пищеварения замедляются, а дыхание учащается, клетки печени выбрасывают в кровь топливо — глюкозу. Можно сказать, что симпатическая нервная система — это “служба спасения” нашего организма; она мобилизует все ресурсы, необходимые в чрезвычайных условиях, и её действие усиливается при стрессе и эмоциональном напряжении.

Если же начинает преобладать активность парасимпатической системы, наш организм приходит в состояние покоя и отдыха. Большое количество крови поступает в кишечник, пищеварение усиливается, снижаются частота и сила сердечных сокращений, сужаются зрачки, дыхание успокаивается. Иначе говоря, парасимпатическая нервная система защищает нас от перенапряжения и истощения, способствует расслаблению организма и восстановлению его энергетических запасов.

Можно предположить, что две эти противоположные по действию системы работают попеременно. На самом деле, в случае, когда какой - либо орган получает стимулирующий сигнал со стороны одной из этих систем, другая почти сразу начинает тормозить его активность. Такой двойной нервный контроль желёз, кровеносных сосудов, сердца, кишечника и внутренних мышц глаз обеспечивает гармоничную деятельность всех органов тела, спасает нас от перевозбуждения.

Интересно, что животные и люди могут переносить почти полное выключение симпатической нервной системы без видимых последствий. А вот нарушение работы парасимпатической системы приводит к сбоям в работе механизмов терморегуляции, поддержания постоянного кровяного давления и, как следствие, быстрой утомляемости при физической нагрузке, а также многих других механизмов, которые позволяют нам приспосабливаться к меняющимся условиям внешней среды.

Формулирование вывода

Центральная нервная система осуществляет управление работой всего организма и контролирует успешность его функционирования. С помощью периферической нервной системы управляющие сигналы передаются всем органам. Важнейшую роль в рефлекторном (автоматическом) бессознательном регулировании деятельности органов играет спинной мозг. Важна и его роль в проведении нервных импульсов. Вегетативная нервная система объединяет элементы, участвующие в бессознательном управлении работой всех внутренних органов. Входящая в неё симпатическая нервная система мобилизует организм, а парасимпатическая - способствует его расслаблению. Эти две подсистемы работают, постоянно контролируя друг друга. Такой двойной нервный контроль обеспечивает гармоничную деятельность всех органов тела.

Центральная и периферическая нервные системы.

Спинной мозг, спинномозговой канал. Вегетативная нервная система: симпатическая и парасимпатическая

Применение знаний

1. Как распределяются “обязанности” между разными частями нервной системы?

2. Каковы строение и функции спинного мозга?

3. Какая главная особенность вегетативной нервной системы? Чем она управляет?

4. В чём отличие действия симпатической и парасимпатической систем?

5. Вирус полиомиелита поражает нервную ткань. При этом заболевании часто наблюдают паралич верхних и нижних конечностей. Поражение каких нейронов может привести к такому параличу?

6. Известно, что некоторым функциям, которые выполняет вегетативная нервная система, человек может обучиться. В чём опасность таких упражнений?

7. Поработайте в паре: пусть один называет действие того или иного органа человека, а второй определяет, как регулируется его деятельность: сознательно или бессознательно.